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2012年1月15日(良心科普：《火星救援》里的科学)
火星,探测器,轨道2012年1月15日(良心科普：《火星救援》里的科学)
发布时间：2020-12-06加入收藏来源：互联网点击：
《火星生存守则》第一条：不要被困在火星。
然而马克·沃特尼已经违反了这一条，现在他距离地球距离七千八百万公里，整个星球只有他一个人，必须想办法活下去，回到地球。
一个人在火星上，马克·瓦特尼可以仰仗的只有自己的科学知识和乐观积极的心态。《火星救援》为我们展现了极为精准的科学知识，而同时也体现了人类探索火星要面临的希望与恐惧。
创作背景
电影改编自美国同名小说《火星救援》。
原作介绍
书中描述的年代距离现在不远，人类已经能够成功登陆火星，但在一次任务中，突如其来的火星风暴让马克·瓦特尼与小分队失去联系，小分队推测马克已经死亡，因此撤退，但马克却活了下来，但他面临着一系列生存问题，而且，距离下次火星登陆计划还有四年。
作者介绍
安迪·威尔（Andy Weir）
《火星救援》原著作者为安迪·威尔，出生于加利福尼亚州。安迪是家中独子，父亲是物理学家，母亲是工程师。他从小喜欢阅读黄金时代作家的科幻作品，阿瑟·克拉克和阿西莫夫都是他的偶像。15岁时候，他被美国国家实验室聘为软件工程师，之后又在其他企业担任程序员，并参与开发《魔兽争霸2》。
安迪首部小说是一个短篇《蛋》（Egg），这部小说在youtube上被多次改编成短片。
安迪的首部长篇小说便是《火星救援》，他自学了大量的航天知识，小说中的每一个日期，都源自他本人的精确计算。2009年，威尔开始在自己的网站上连载。很快聚起来一批死忠读者，这些读者都是对科学细节极其挑剔的家伙，每当有科学错误都会被挑出来修改。而后的2011年，在粉丝的强烈要求下，亚马逊Kindle版上架，价格则是最低的0.99刀。结果很快爬上了科幻类作品的榜首，不到三个月卖出了35000本，比他之前网站上免费下载的次数还多。2013年，小说的版权被皇冠出版社以超过十万美元的价格买走。
目前，安迪·威尔正在创作新的科幻小说，他保证这是一部非常传统的科幻小说，其中会有外星人、飞船和超光速。
创作经历
安迪·威尔的原著科幻小说自出版起，就受到了许多专业人士的好评，NASA的指挥官克里斯·哈费德表示，从没见过能把故事讲得这么精彩，还能在技术上保持高度准确性的科幻小说。原定导演为现在的编剧德鲁·高达，最开始本来打算做导演，但后来忙于执导《险恶六人组》就退出了导演一职。后来雷德利·斯科特看到了剧本非常喜欢，甚至推迟了《普罗米修斯2》的拍摄进程，火速接过导筒。
原作语录
马克·瓦特尼：远足的人在深山里迷路了，人们会发动搜救。火车出了事故，人们会拍成长队献血。地震毁了一座城市，全世界的人都会捐出紧急物资。这种本能扎根于人类社会，每一种文化都不例外。是的，有些人对此嗤之以鼻，但有多得多的人愿意这么做。正因为这样，才会有几十亿人站在我这边。
名词解释
火星风暴
图片：火星风暴艺术想象图
火星上的风暴迫使马克·沃特尼所在的小队撤离，同时也将马克留在了火星上。在火星上经常有风暴发生，持续几天甚至几个月，速度能达到90公里每小时，风暴能够弥漫整个火星。
SOL
电影中，马克·沃特尼以”SOL”作为计时单位。SOL是Solar Day的缩写，即火星上太阳起落的平均间隔。在火星上则专门指的是Martian Solar Day，即火星太阳日，等于24小时39分35.244秒，与地球一天的时长很接近。
火星土壤
图片：火星表面土壤
马克·沃特尼在火星上种植土豆以获得足够的食物来源，因为土豆是淀粉含量最高的作物之一。火星土壤的主要元素是氧，其含量约占50％，硅为15～30％,铁为15～16％,铝为2～7％，钙为3～8％及少量的钾、磷、硫、氯、钽、铬、镁、钴、镍、铜等。但缺少植物所需要的氮元素以及必要的细菌，好在这两样都能经由人体产生。
RTG
图片：RTG切面图
马克·沃特尼为了给漫游车加热，从地下挖出来RTG。RTG全称为Radioisotope Thermoelectric Generator，中文名为放射性同位素热电机，利用放射性衰变的热量进行温差发电，通常使用的同位素就是钚238。钚本身剧毒，因而一旦泄露那么火星上就真的没有人了。
探路者号
马克·沃特尼找到并修复了探路者号，成功实现了与地球通信。火星探路者(Mars Pathfinder, MPF)是美国国家航空航天局的1996年火星探测计划。美国国家航空航天局的火星探测计划长期致力于对火星这颗红色行星进行无人探测，火星探路者是这一系列无人探测计划的一个组成部分。 火星探路者于1997年07月04日在火星表面着陆。它携带的索杰纳号火星车，是人类送往火星的第一部火星车。
JPL
电影中，JPL负责制造救援所需的飞船等设备。JPL全称为喷气推进实验室（英语：Jet Propulsion Laboratory），位于美国加利福尼亚州帕萨迪那，是美国国家航空航天局的一个下属机构，负责为美国国家航空航天局开发和管理无人太空探测任务，行政上由加州理工学院管理，始建于1936年，实验室的联合创建者包括火箭科学家钱学森和杰克·帕森。
引力助推
图片：引力助推示意图
赫尔墨斯号利用引力助推实现变轨，重新回到火星营救马特·达蒙。引力助推也被称为引力弹弓效应或绕行星变轨，以此来节省燃料、时间和计划成本。引力助推既可用于加速飞行器，也能用于降低飞行器速度。这一方案早已得到应用，伽利略号、信使号等数个飞行器便采用这一方案顺利变轨。
科学漏洞
《火星救援》科学精度极高，包括NASA在内的众多专业人士都认可这一点，但这毕竟不是科学论文，而是虚构作品，虽然其中绝大多数描写都符合科学，但其中不可避免出现了一些科学上的漏洞。
火星风暴
图片：电影中的风暴场面
前面提到，火星上经常会有风暴，速度可达90公里/小时，但因为空气稀薄，不可能有能把人吹离地面的风暴。安迪·威尔也承认自己为了故事推进而允许这个漏洞出现。对此安迪·威尔承认，自己是为了给马克·沃特尼滞留火星找个理由，因而放过了这个科学疏漏。所以《火星救援》里的风的确吹得太大了一点，想要达到电影中的效果，大概需要800公里/小时的风速。
在原著中提到了另外一场风暴，其影响只是扬起沙尘导致太阳能电池板效率降低，这要合理很多。火星上的沙尘暴会大大削弱可见度，更重要的是，削弱你的太阳能电池板收集太阳能的能力。这是此前发射的火星探测器“勇气号”和“机遇号”面临过的严重问题，因此瓦特尼必须想办法清理太阳能电池板表面的灰尘。
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